中国科学院上海光学精密机械研究所研究员杨帆团队研制出全球首台高时空分辨布里渊显微镜，在保持优异成像质量和高频谱特异性的前提下，将成像速度提升两个数量级，实现亚毫秒时间分辨与亚微米空间分辨的力学成像。相关研究近日发表于《自然-光子学》。

布里渊显微成像是一种新兴的全光、非接触、三维力学成像技术，具有高空间分辨率，在力学生物学、眼科与肿瘤诊断等领域展现出巨大应用潜力。然而，受限于成像速度，布里渊显微成像技术尚无法完成较为快速的测量。

为解决这个问题，研究团队开发出一套波长为780纳米、峰值功率达267瓦的高峰值功率、低占空比脉冲光纤激光系统，同时设计了可抑制超过31dB噪声的高抑噪自平衡探测方案。测试结果显示，这台高时空分辨布里渊显微镜可在30毫瓦平均功率下，达到每像素仅200微秒的成像速度，将现有受激布里渊显微镜的成像速度提升100倍。

研究团队进一步在多个生物样本中验证了显微镜的性能优势。在单细胞、类器官、斑马鱼胚胎及卵泡的成像中，显微镜实现了0.49×0.49×2.1微米的空间分辨率和7.7兆赫兹频移的测量精度。值得一提的是，利用这套显微镜系统，研究团队在斑马鱼胚胎中观测到双布里渊峰，揭示了异质性细胞外基质与腔体中的力学差异；在秀丽隐杆线虫胚胎发育过程中，实时捕捉到早期细胞分裂中的力学动态变化，展现了出色的时空分辨能力与生物应用潜力。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41566-025-01697-y

（原载于《中国科学报》 2025-07-15 第1版 要闻）